فرامال fara mall
0 محصولات نمایش سبد خرید

هیچ محصولی در سبد خرید نیست.

توربو شارژر چیست

تاریخچه ی توربو شارژر

توربو شارژر توسط مهندس مکانیک سوئیسی آلفرد بوچی، اختراع و مورد استفاده قرار گرفت. اصلی‌ترین چالش برای اختراع توربوشارژر ، تولید موتورهایی با ابعاد کوچک و وزن کمتر با قدرت بیشتر بود. بدین منظور توربینی ساخته شد تا انرژی (تلف‌شده) حاصل از خروج دود از اگزوز را به صورت بهینه به‌کار بگیرد.

به‌کارگیری سامانه توربوشارژر به پایان سده ۱۹ میلادی بازمی‌گردد . نخستین نمونه‌های مجهز به این فناوری توسط گوتلیب دایملر (Gottlieb Daimler) به کار گرفته شدند. نخستین سامانه توربو شارژر نیز توسط مهندس سوییسی آلفرد بوچی (Alfred Buchi) در دهه ۱۹۰۰ اختراع شد. اما نخستین به‌کارگیری این سامانه در دهه ۱۹۲۰ میلادی و در موتورهای ۱۲ سیلندر خورجینی هواپیماها اتفاق افتاد .

از نخستین خودروهای سواری نیز که از این سامانه استفاده نمودند می‌توان به نمونه‌هایی مانند شورولت کورویر مونزا و الدزموبیل جت فایر (Oldsmobile Jetfire) در دهه ۱۹۶۰ میلادی اشاره کرد.

این سامانه در موتورهای دیزل نیز قدمتی طولانی داشته و نخستین بار شرکت مان (MAN) کشور آلمان در مدل MK۲۶ خود در دهه‌های ۱۹۳۰ و ۱۹۴۰ میلادی از موتورهای توربو دیزل استفاده نمود. اکنون بیشتر موتورهای گازوئیلی کامیون‌ها از این سامانه برای افزایش قدرت تولیدی موتور خود و کاهش مصرف سوخت و بهینه‌سازی کلی عملکرد پیشرانه استفاده می‌کنند.

یکی از راهکارهائی که شرکت های خودروسازی برای جبران کمبود هوا در سیلندر در دورهای بالا به منظور افزایش توان و قدرت بالا به کار می گرفتند این بود که حجم موتور را افزایش دهند ولی افزایش حجم موتور پیامدهائی به دنبال داشت که از مهم ترین آنها می توان به افزایش مصرف سوخت و افزایش آلایندگی اشاره کرد، از طرفی یکی دیگر از معایب موتورها با حجم بالا راندمان پائین آنها بود، علاوه بر این افزایش قیمت سوخت و همچنین ایجاد قوانین سخت گیرانه برای جلوگیری از آلایندگی موجب شد تا خودروسازان به فکر ابداع راه حل دیگری بیفتند.

توربو شارژر های موجود در فرامال

کاربرد توربو شارژرکاربرد توربو شارژر

کاربرد توربو شارژر و یا در اصطلاح عامیانه توربو، برای تزریق هوای بیشتر به محفظه احتراق می باشد ، توان خروجی و راندمان موتورهای درون‌سوز را افزایش می‌دهد.

فرآیند مکش ، تراکم ، احتراق و تخلیه در موتورهای احتراقی موجب چرخش میل لنگ و ایجاد گشتاور و نهایتا موجب حرکت خودرو می شود. در موتورهای احتراقی، سوخت توسط پمپ بنزین به سمت انژکتور با فشار بالا حرکت می کند و در آنجا با پاشش در درون محفظه احتراق، با اکسیژن موجود در هوا ترکیب می شود.

در واقع وجود هوا و اکسیژن موجود در آن برای احتراق الزامی است ولی لازم به ذکر است که نسبت هوا و سوخت نباید تغییر کند، چنانچه هوا در سیلندر به نسبت سوخت کمتر باشد، نه تنها قدرت و کارائی موتور کم می شود بلکه آلایندگی و مصرف سوخت نیز افزایش می یابد.

این وضعیت در دورهای بالای موتور اتفاق می افتد و به عبارتی دیگر نسبت سوخت و هوا در دورهای پائین موتور قابل کنترل است ولی وقتی دور موتور افزایش می یابد.

می توان میزان سوخت ورودی به سیلندر را افزایش داد ولی جبران کمبود هوا خیلی مشکل است. وجود چنین مشکلی رویکرد طراحان و مهندسین را بر آن داشت تا برای جبران کمبود هوا در دورهای بالا راهی بیابند.

در گذشته به این وسیله ، سوپر شارژر نیز میگفتند ، چرا که همه دستگاه‌هایی القای اجباری توربو شارژر خوانده می‌شدند. امروزه از واژه «سوپر شارژر» تنها برای دستگاه‌های القای اجباری مکانیکی استفاده می‌شود. تفاوت اساسی « سوپر شارژر » و « توربو شارژر » این است که سوپرشارژر به صورت مکانیکی و توسط یک تسمه کوپل شده به میل‌لنگ، توسط موتور چرخانده می‌شود، درحالی‌که توربوشارژر توسط گازهای خروجی (منیفولد دود) به حرکت در می‌آید. توربوشارژر در مقایسه با سوپر شارژر راندمان بالاتری دارد اما واکنش پذیری آن کمتر است.

اجزای اصلی توربو شارژر

به زبان ساده توربوشارژر یک موتور مکانیکی بوده که میزان هوای ورودی به درون موتور را افزایش می‌دهد. این دستگاه از دو بخش اصلی متصل به هم تشکیل شده که با هماهنگی همدیگر، حجم و فشار هوای ورودی به محفظه سیلندر را افزایش داده و در نهایت موجب افزایش قدرت کلی موتور می‌گردند. این دو بخش فن مانند عبارتند از توربین (Turbine) و کمپرسور (Compressor).

توربین به اگزوز (بخش خروجی موتور نه خروجی اگزوز در بخش انتهایی خودرو) متصل بوده و کمپرسور به ورودی‌های هوای موتور. جریان هوای خروجی موتور یا اگزوز موجب چرخش پروانه‌های توربین شده و گردش توربین، کمپرسور را به حرکت درمی‌آورد. گردش کمپرسور نیز موجب شده که هوای بیشتری به درون موتور پمپاژ گردد. هوای بیشتر با سوخت بیشتر مخلوط شده و در نتیجه کارایی موتور را افزایش می‌دهد.

این وسیله از دو توربین که توسط یک شفت به هم متصل شده‌اند، ساخته شده‌است. یک توربین مستقیماً متصل به منیفولد دود است و توربین دیگری به وسیله لولهٔ رابط به منیفولد هوا متصل است. چون هوای ایجاد شده به‌شدت داغ می‌باشد٬ پیش از ورود به سیلندر جهت احتراق٬ در اثر ترکیب با بنزین پای یک توربوشارژر برقی یا یک سوپرشارژر دیگر را نیز به وسط می‌کشند.

بدین صورت که، این توربو شارژر و سوپر شارژر در دور موتور پایین مورد استفاده قرار می‌گیرند و دو توربوشارژر دیگر، هر دو هم‌زمان در دور موتور بالا با قدرت هرچه بیشتر به یاری موتور خودرو آمده و نیروی بسیاری تولید می‌کنند. البته توربوشارژر چون از خروجی موتور نیرو می‌گیرد پس در نتیجه خود مانعی در برابر خروج دود می‌شود و بدین منظور برای خارج شدن هرچه بهتر دود از هِدر دود استفاده می‌کنند.

هدر متشکل از چند لوله با ابعاد و آلیاژ خاص است که بر روی منیفولد دود نصب می‌شود. لازم است ذکر شود که قطعات تشکیل دهنده موتورهای دارای توربوشارژر شامل پیستون، شاتون، میل لنگ، ترموستات و.. دارای آلیاژ (مقاوم) متفاوتی می‌باشند.

البته گونه دیگری تیونینگ تحت عنوان توربواکسپندر نیز به شکل محدودتر برای افزایش قدرت موتور استفاده می‌گردد که سازوکار آن خنک کردن هوای پیش از ورود به موتور است که باعث متراکم شدن هوا و ورود اکسیژن بیشتر به موتور می‌شود که نمونه‌های بلو کر از گونه‌های همین گونه از تیونینگ هستند.

بررسی کلی توربو شارژر

موتور توربو یا مجهز به سامانه توربو شارژر قدرت بیشتری از نمونه بدون به‌کارگیری این سامانه تولید نموده و در نتیجه مصرف سوخت کمتری نسبت به توان و اسب بخار تولید شده خواهد داشت. قدرت بیشتر موجب افزایش قابلیت‌های دینامیکی خودرو شده و شتاب‌گیری و سرعت خودرو را به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهد. اکنون این موتورها عمومیت بیشتری پیدا کرده و به دلیل خواص دوگانه خود، بسیاری از خودروسازان معتبر جهان دست به به‌کارگیری آن در پیشرانه خودروهای تولیدی خود زده‌اند.

به دلیل تولید نیروی بیشتر، این قابلیت وجود داشته که موتورهای کوچک‌تری با توانایی مشابه طراحی و ساخته شوند. موتور کوچک‌تر با حجم موتور پایین‌تر نیز با کاهش وزن، شتاب خودرو را افزایش داده و رانندگی لذت بخش‌تری را برای راننده و سرنشینان رقم می‌زنند. اما در کنار افزایش توانایی‌های حرکتی، به همان دلایل مصرف سوخت نیز کاهش یافته و توانایی پیمودن مسافتی بیشتر را با میزان سوخت یکسان به خودرو می‌دهند.

در واقع به‌کارگیری توربو شارژر یا موتور توربو خودروی شما را به دو پیشرانه مجازی با عملکرد متفاوت مجهز خواهد کرد؛ یک پیشرانه کوچک و کم مصرف برای رانندگی در خیابان‌ها عادی و جابجایی‌های روزمره و یک موتور قدرتمند برای به‌کارگیری حداکثر توانایی‌ها و سبقت گرفتن سریع و شتابگیری‌های ناگهانی.

مزایای توربو شارژر

  • قدرت موتور به طرز قابل توجهی زیاد می‌شود و می‌توان از موتورهای با حجم کوچک، قدرت های بالایی گرفت.
  • مصرف سوخت کاهش پیدا می‌کند.
  • کاهش آلودگی هوا.
  • یکی از دلایل اصلی استفاده از توربو شارژر این است که چون قدرت موتور افزایش پیدا کرده پس لازم نیست با دور موتور بالا رانندگی کرد و رانندگی در دورهای پایین باعث کاهش مصرف سوخت می‌شود.
  •  راندمان توربو شارژر از سوپرشارژر بیشتر است، چون انرژی مورد نیاز خود را از گازهای خروجی از موتور می‌گیرد نه خود موتور و در نتیجه هیچ اتلاف انرژی وجود ندارد.
  •  به‌کارگیری توربو شارژر باعث کاهش آلایندگی می‌شود.

معایب به‌کارگیری توربو شارژر

  •  در توربو شارژرها زمانی زیادی طول می‌کشد تا سرعت چرخش توربینِ توربو شارژر به جایی برسد تا بتواند بوستِ قابل استفاده برای پیشرانه تولید کند.این موضوع سبب ایجاد تاخیر توربو می‌شود . این مسئله در سوپرشارژرها وجود ندارد.
  •  یک عیب دیگر این است که این بوست در دور موتورهای محدودی در اختیار راننده قرار می‌گیرد و از آغاز حرکت در دسترس نیست.مثلا توربوشارژر خودرو سورن در دور حدود ۲۲۰۰ وارد مدار می‌شود. البته خودروسازان در توربوهای به روز، این دور را پایین‌تر هم آورده اند.
  •  از دیگر معایب توربوشارژر دمای بالای آن‌ها است.منبع تامین انرژی، گازهای داغ خروجی از موتور است که از اینترکولر برای خنک کردن این هوا استفاده می‌شود.ولی در هر حال در دمای نسبتاً بیشتری نسبت به سوپرشارژرها کار می‌کنند.
  • بالا بودن هزینه‌ی تعمیر نگهداری موتور.